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洗地机智能语音交互方案:搭载WT588F/WTV/WT2003系列芯片的创新应用!

日期: 2024-07-23
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  一、产品功能、背景及市场介绍

  

  产品功能:

  

  洗地机是一种适用于硬质地面清洗同时吸干污水,并将污水带离现场环保、节能、清洁的机械。洗地机适合多种地面的清洗工作,包括水泥地面、瓷砖、大理石、PVC、金刚砂、小方砖、塑胶地板等地面。

  

  产生背景:

  

  随着社会经济和科技的快速发展,人们对于清洁工作的效率和效果要求逐渐提高,这为洗地机的发展提供了广阔的市场空间,国内外洗地机市场群雄涿鹿,市场总量逐年递增,未来,随着科技的不断进步和市场需求的不断变化,洗地机行业有望继续保持快速发展的态势。

  

  市场环境:

  

  随着市场竞争的加剧,价格竞争成为一些企业争夺市场份额的主要手段,导致一些品牌为了降低成本而牺牲了产品质量和售后服务,竞争的白热化使得利润空间狭窄,如何在能够保持成本优势的条件下增加设备卖点,大幅升级设备以赢得更多的市场份额和利润空间,这就要从硬件成本上考虑。

  

  目前市面上大多数洗地机属于仪表的整机控制解决方案,缺乏语音播放实时状态和语音警示,对一些年龄较大的一部分终端客户使用不够友好。在整机控制方案中加入WT588F/WTV/WT2003系列语音芯片,不仅成本低,外围电路简单,提升客户友好体验感。


洗地机智能语音交互方案:搭载WT588F/WTV/WT2003系列芯片的创新应用!

  

  二、具体应用案例

  

  下面我们以WT588F/WTV/WT2003系列中的其中一款各举例应用实例:WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S芯片的洗地机方案方案分别直观的呈现:

  

  1、WT588F02B-8S芯片的洗地机方案方案直概述

  

  洗地机由语音芯片WT588F02B-8S及驱动外设电路、按键显示屏幕电路,原理图如下。

  

基于WT588F/WTV/WT2003系列芯片的洗地机方案


  2、WTV380-8S芯片的洗地机方案方案直概述

  

  洗地机由语音芯片WTV380-8S及驱动外设电路、按键显示屏幕电路,原理图如下。


基于WT588F/WTV/WT2003系列芯片的洗地机方案

  

  3、WT2003H4-16S芯片的洗地机方案方案直概述

  

  洗地机由语音芯片WT2003H4-16S实现主控功能及驱动外设电路、按键显示屏幕电路,原理图如下。


基于WT588F/WTV/WT2003系列芯片的洗地机方案

  

  4、BOM表格

  

基于WT588F/WTV/WT2003系列芯片的洗地机方案


  

  5、各方案应用原理

  

  方案1、2属于语音芯片独立播音,MCU给语音芯片发送UART串口指令实现播音功能,外围电路简单,方便后续升级更换语音。

  

  方案3属于语音芯片的扩张功能,在具备方案1、2的语音基础功能外,有多余的IO口可以用来控制外设设备及按键和显示器等,MUC+语音一体集成度高,无需额去选型MCU主控。

  

  6、方案优点

  

  使用WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S语音芯片不仅成本低,把系统的语音部分用一颗WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S语音芯片单独处理,外围电路简单,通讯方式丰富。无需在整机系统的MCU选型时还考虑是否支持语音功能,从而降低MCU的选型成本和系统设计难度,独立语音功能,更加聚焦整机功能的开发研发,提升开发效率,且WT2003H4-16S的IO脚多可作MUC+语音一体开发,无需再选MCU,集成度高, 为便于后期升级和更换语音功能。

  

  三、WT588F02B-8S、WTV380-8S、WT2003H4-16S基本功能、特点及应用框图

  

  注:根据以下语音芯片的特性特点进行功能选型,以适用不同的应用场景和功能扩展。

  

  1、WT588F02B-8S的应用优势特点

  

  ★16位DSP语音芯片、32Mhz内部振荡;

  

  工作电压2.0~5.5V;建议电压:2.2~4.0V(由于串口使用TTL电平通信)

  

  16bit的PWM输出,可直接驱动8R 0.5W喇叭;

  

  支持6K~32Khz的WAV文件,以及MIDI文件;

  

  客户可以通过配套下载测试板在线更换芯片内部语音内容;

  

  芯片内部有256K byte 的存储空间,可以做掉电记忆功能、数据存储等功能(可扩展给用户MCU做缓存空间)。

  

  芯片主控程序和内置存储数据均可擦除再烧写。

  

  芯片封装:SOP8。

  

  低电压检测功能,可以设置当电压低于某一个值,做出相应提示

  

  UART、IIC、SP、一线、两线等通讯协议及按键控制。

  

  2、WTV380-8S的应用优势特点

  

  UART控制模式:标准UART通信接口,默认波特率9600;支持SPI-Flash作为存储器。带有文件索引播放、插播、单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能。32级音量可调、最大可以支持外挂128Mbit的Flash;

  

  一线、两线串口控制模式:可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小;16级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器:最大可以支持外挂128Mbit的Flash;

  

  一线、两线串口控制模式:语音芯片具有休眠模式功能,休眠模式分为深度休眠(功耗<3uA)和普通休眠(功耗<30uA),上电5S后默认进入普通休眠模式,无须指令唤醒,发送播放指令语音芯片立即响应播放;

  

  一线、两线串口,单芯片(不含外围负载电路,如功放等)上电在不播放状态下,默认进入普通休眠,功耗在30uA内(注:在不同环境下存在误差)。单芯片发送指令进入深度休眠后,功耗在3uA以内;

  

  按键控制模式:触发方式灵活,可随意设置任意按键为脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、无效按键、电平保持不可循环、电平保持可循环、电平非保持可循环、上一曲不循环、下一曲不循环、上一曲可循环、下一曲可循环、音量+、音量-、播放/暂停、停止、播放/停止等15种触发方式,最多可用10个按键触发控制输出;

  

  上电默认不播放;具备BUSY状态指示、BUSY平时为高电平,播放时为低电平(可通过本司上位机网页合成语音bin文件,配置默认BUSY状态,选择平时为低,播放为高);

  

  支持语音高品质音频格式,支持MP3格式,(音频码率支持8kbps~320kbps)声音优美;

  

  工作电压:SOP8:2.4V-3.6V、QFN20\QFN32:2.4V-5.2V;

  

  内置0.5W D类功放;

  

  两个16位异步分频器定时器;

  

  一个红外遥控解码器;

  

  12bit高精度AD采样;

  

  大功率IO驱动能力,最高可直接驱动64mA;

  

  出厂自带onekey(下一曲按键),IO口拉低触发播放下一曲功能,无需发码即可调试播放声音;注:如芯片内部存放有a、b、c三首音频,第一次拉低onekey IO,即播放a音频,第二次拉低onekey IO,即播放b音频,依此类推,拉低四次则又播放a音频。

  

  建议芯片上电300ms后再去发码控制,一般上电后160ms内芯片即可完成上电初始化,剩余140ms时间,因本司增加语音更换功能,上电初始化完成后握手判断是否有更新语音需求;如需要缩短芯片初始化时间的可以联系本公司做专门定制处理,可以做到上电初始化为60ms内;

  

  语音芯片出厂前需写入固件及语音。客户也可通过唯创上位机网页,及搭配本司下载器,进行语音bin制作和下载更新;

  

  本司下载器更新接口为UART接口(VCC/TX/RX/GND),建议画板时预留,更新操作请参考下载器说明书;

  

  重点注意:语音芯片如果需要挂flash。建议使用“唯创”出的flash,其他厂商的flash,不能保证可以正常工作。(建议将150mil和208mil尺寸兼容扩展画上,更方便备货)

  

  内置容量说明:SOP8封装:支持WTV380-8S/WTV890-8S、QFN20:WTV120-N/WTV380-N、QFN32:WTV380-P/WTV890-P;

  

  注:当PWM电流瞬间过大,达到芯片负载极限时,将导致芯片内核电压瞬间低至2.0V以下,芯片进入保护状态。

  

  3、WT2003H4-16S的应用优势特点

  

  UART控制模式:标准UART通信接口,默认波特率9600;支持本司上位机修改波特率,上位机波特率参数选择有:14400、19200、38400、57600、115200、128000、230400、460800、600000、750000、921600、1000000;支持 SPI-Flash作为存储器。带有文件索引播放、插播、 单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能。32 级音量可调、最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash,上电默认最大音量等级;

  

  芯片的封装有 SOP16、TSSOP24和 QFN32 芯片,适合应用于各种应用场景。

  

  一线、两线串口控制模式:可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小;8级音量可调、支持 SPI-Flash做为存储器:最大可以支持外挂 128Mbit 的 Flash,上电默认最大音量等级;

  

  一线、两线串口控制模式:上电5S后默认进入深度休眠模式,发码前需先唤醒,否则第一次发码指令无效,只充当唤醒指令,在5S内发送第二次指令有效,可参考本司提供发码例程;

  

  一线、两线串口,单颗语音IC进入深度休眠后,功耗在5uA以内,目前录音/外挂flash电路用到芯片内部LDO 3.3V供电,功耗一般在30uA - 450uA左右,如需控制在5uA以内,需用其他IO口供电,定制工程(与本司业务员沟通);

  

  按键控制模式:触发方式灵活,可随意设置任意按键为脉冲可重复触发、脉冲不可重复触发、无效按键、电平保持不可循环、电平保持可循环、电平非保持可循环、上一曲不循环、下一曲不循环、上一曲可循环、下一曲可循环、音量+、音量-、播放/暂停、停止、播放/停止等15种触发方式,最多可用10个按键触发控制输出;

  

  上电默认不播放;具备BUSY状态指示、BUSY平时为低电平,播放时为高电平;

  

  支持切换音频输出方式,样品默认SPK输出 ,如需DAC输出,UART串口通信请参考音频输出切换B6指令;一线、两线串口,发送音频切换指令F4 00,详情可预览功能介绍部分;

  

  支持语音高品质音频格式,支持MP3和WAV格式,(支持采样率8K-44.1K,单声道音频码率支持8kbps~320kbps,双声道音频码率8kbps~128kbps)声音优美;

  

  工作电压:2.4-5.2V;

  

  内置0.5W D类功放;

  

  两个16位异步分频器定时器;

  

  数字音频流,IIS支持主机和从机模式;

  

  一个红外遥控解码器;

  

  16 bit高精度ADC和DAC;

  

  大功率IO驱动能力,最高可直接驱动64mA;

  

  芯片上电初始化时间为200-300ms,一般100ms芯片即可完成上电初始化,剩余200ms时间,因本司增加语音更换功能,上电初始化完成后握手判断是否有更新语音需求,因此建议芯片上电300ms后再去发码控制。

  

  语音芯片VCC脚为供电输入脚,VOUT为芯片内部LDO输出脚(最高输出3.3V),一般接106到地,可语音芯片相连的Flash或者TF卡供电,不能给VOUT脚输入超过3.3V的电压,否则导致工作异常;

  

  单芯片使用(使用内置容量)时内置语音需出厂前写入;

  

  支持UART更新程序以及语音,建议画板时预留UART串口,升级请参考串口升级文档;

  

  重点注意:语音芯片如果需要挂flash。建议使用“唯创”出的flash,其他厂商的flash,不能保证可以正常工作。(建议将150mil和208mil尺寸兼容扩展画上,更方便备货)。

  

  芯片应用框图


洗地机智能语音交互方案:搭载WT588F/WTV/WT2003系列芯片的创新应用!

  

  四、结尾

  

  维多利亚国际娱乐官网作为一家专注于语音技术研究的高新技术企业,始终坚持以“服务好工程师”为目标,以行业语音交互器件标准化为方向,致力于让复杂变简单,提供快捷的语音、智能物联网应用解决方案。WT588F02B-8S应用设计方案,在智能检测中的语音播放等电气设备、消费电子行业领域内已有成熟的应用案例。消费类电子产品应用是公司重要的发展领域,未来,维多利亚国际娱乐官网将在更多行业推出标准化语音芯片,进一步提升工程师的设计体验,为消费类电子行业标准化赋能。


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